JP2023534165A - Tool holder for manipulating small objects - Google Patents
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Abstract
本明細書に記載されているのは、小さな物体用のツールホルダである。本明細書に記載のツール及びツールホルダは、限られた空間で小さな物体（例えば、Ｘ線結晶学で使用される結晶など）を操作する柔軟性および能力を向上させる。Described herein is a tool holder for small objects. The tools and tool holders described herein provide increased flexibility and ability to manipulate small objects (eg, crystals used in X-ray crystallography) in confined spaces.
Description
本発明は、小さな物体を操作するために使用されるツールホルダ及びツール用アダプタに関する。特に、本発明は、単結晶を操作するなどのＸ線結晶学的方法において結晶性材料を操作する際に使用するためのツールホルダに関する。 The present invention relates to tool holders and tool adapters used to manipulate small objects. In particular, the present invention relates to tool holders for use in manipulating crystalline materials in X-ray crystallographic methods, such as manipulating single crystals.
有機化合物の分子構造を決定する方法として、Ｘ線単結晶構造解析が知られている。有機化合物の分子構造は高品質な単結晶を作製することが可能な場合に、Ｘ線単結晶構造解析を用いて正確に決定することができる。 X-ray single crystal structure analysis is known as a method for determining the molecular structure of organic compounds. The molecular structure of organic compounds can be accurately determined using X-ray single crystal structure analysis when high-quality single crystals can be produced.
このような高品質の単結晶の操作は、典型的には、小さい（典型的には直径０．６４ｍｍ、最大長さ２５ｍｍ）スチールロッドに取り付けられたループ又は先端からなるツールを使用して行われる。ロッドの直径が小さいため、これらのツールの使用は非常に困難である。取扱いを容易にするために、これらのロッドをシャープペンシルに挿入することができる。 Manipulation of such high quality single crystals is typically performed using tools consisting of loops or tips attached to small (typically 0.64 mm diameter, maximum length 25 mm) steel rods. will be The small diameter of the rod makes these tools very difficult to use. These rods can be inserted into a mechanical pencil for ease of handling.
高品質の単結晶は定期的に成長し、狭い容器に保管される。Ｘ線結晶構造解析におけるそれらの使用の前に、そのような高品質の単結晶は、それらの小さな容器／バイアルから除去されなければならない。このような結晶を狭い容器内で成長させる場合、結晶の完全性を維持しながら同時に注意深くそれらを除去するための既存のツールは存在しない。例えば、分析物の結晶構造を決定するために結晶性多核金属錯体を使用する方法において、多孔性金属有機骨格を含むそのような単結晶への分析物の包含は、円錐形の底部を有するクロマトグラフィーのためのマイクロバイアル中で行われる。 High quality single crystals are grown regularly and stored in narrow containers. Prior to their use in X-ray crystallography, such high quality single crystals must be removed from their small containers/vials. When such crystals are grown in narrow containers, there are no existing tools to carefully remove them while maintaining the integrity of the crystals. For example, in methods that use crystalline polynuclear metal complexes to determine the crystal structure of an analyte, inclusion of the analyte in such a single crystal comprising a porous metal-organic framework results in a chromatograph with a conical bottom. performed in microvials for imaging.
分析物を含む高品質結晶性多核金属錯体はバイアルの底部に残存し、底部に付着し得る。このような状況では、Ｘ線結晶学的分析に使用するための単結晶を、いかなるツールも用いずに操作及び除去することは不可能である。したがって、結晶性多核金属錯体（分析物を含む）などの小さな物体を狭く限られた空間内／空間から操作及び除去することを可能にするツールホルダ及びツールが必要とされている。 A high quality crystalline polynuclear metal complex containing the analyte remains at the bottom of the vial and can adhere to the bottom. Under such circumstances, it is impossible to manipulate and remove single crystals for use in X-ray crystallographic analysis without any tools. Accordingly, there is a need for tool holders and tools that allow small objects, such as crystalline polynuclear metal complexes (including analytes), to be manipulated and removed from/into narrowly confined spaces.
本発明は、狭い空間及び／又は限られた空間において小さな物体を操作するための適切なツールを有することにおける上述の課題に対する解決策を提供する。本発明は、狭いバイアル内で結晶を操作することを可能にする寸法と、把持することが容易な上部とを有する捕捉要素に適合し得るホルダを提供する。 The present invention provides a solution to the above-mentioned problems in having suitable tools for manipulating small objects in tight and/or confined spaces. The present invention provides a holder that can accommodate a capture element that has dimensions that allow manipulation of crystals in narrow vials and an easy-to-grip top.
一実施形態において、本発明は、試料を操作するためのホルダを提供し、当該ホルダはａ）前記試料を取り付ける又は捕捉するための棒状の形状上の捕捉要素と、ｂ）２つの端部を有するアダプタ部であって、前記アダプタ部は、前記捕捉要素が接続される反対側の端部において前記棒状の形状に接続する、アダプタ部と、ｃ）前記棒状の形状が前記アダプタに接続されている他の端部で前記アダプタに接続しているハンドル部であって、前記ホルダの手動操作を可能にするような形状であるハンドル部と、を含む。 In one embodiment, the present invention provides a holder for manipulating a sample, the holder comprising a) a rod-shaped catching element for attaching or catching said sample, b) two ends an adapter part comprising: an adapter part, said adapter part connecting to said rod-like shape at the opposite end to which said capture element is connected; c) said rod-like shape being connected to said adapter; a handle portion connected to the adapter at its other end, the handle portion being shaped to permit manual manipulation of the holder.
発明の詳細な説明
狭くて限られた空間における単結晶のような非常に小さな物体の手動操作を可能にするツールは、現在利用可能ではない。そのようなツールの要件は単結晶を捕捉し、操作するための捕捉要素を含む。さらに、ツールは、狭く限られた空間内で操作を実行するのに十分な柔軟性を有する必要がある。さらに、捕捉要素の反対側の端部において、ツール又はツールホルダは、ヒトがツールを手動で操作することを可能にするのに十分に大きい寸法を有するが、同時に、Ｘ線結晶学で使用されるような分析物を組み込んだ結晶多核金属錯体を成長させるために使用されるバイアルなどの狭い容器内でツールを使用するのに十分小さい寸法である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION No tools are currently available that allow manual manipulation of very small objects, such as single crystals, in narrow and confined spaces. Requirements of such tools include trapping elements for trapping and manipulating single crystals. Additionally, the tool should be flexible enough to perform operations within small and confined spaces. Moreover, at the end opposite the capture element, the tool or tool holder has dimensions large enough to allow a person to manually manipulate the tool, while at the same time being used in X-ray crystallography. The dimensions are small enough to allow the tool to be used in narrow containers such as vials used to grow crystalline polynuclear metal complexes incorporating such analytes.
現在利用可能なツールは捕捉要素及び棒（ロッド）を有する場合もあるが、それ自体では手動操作には使用できない。しばしば、シャープペンシルホルダを使用して、ツールの棒状の形状を挿入して、そのツールの手動操作を可能にし、単結晶を捕捉するハンドルを提供することができる。この構成は利用可能な操作空間が比較的大きい場合（又は例えば、物体又は単結晶が開いたディスク内にある場合、操作空間に対する制限がない場合）に使用可能である。しかしながら、シャープペンシルの使用は狭い容器内に配置された物体（例えば、分析物を含む結晶性多核金属錯体など）の操作を可能にするには、あまりにも硬くて嵩張りすぎる料金をもたらす。 Currently available tools may have capture elements and rods, but by themselves cannot be used for manual manipulation. Often a mechanical pencil holder can be used to insert the rod-like shape of the tool to allow manual manipulation of the tool and provide a handle to capture the single crystal. This configuration can be used when the available manipulation space is relatively large (or when there are no restrictions on the manipulation space, for example when the object or single crystal is in an open disc). However, the use of a mechanical pencil results in a charge that is too stiff and bulky to permit manipulation of objects (such as crystalline polynuclear metal complexes containing analytes) placed within narrow containers.
図１に示されるような本発明のツールは、そのような以前のツール及びツールホルダが適切に使用可能でない狭い空間におけるそのような操作を可能にする。図１は、例えば、凹状底部を有してもよい狭い容器内に分析物を含む結晶性多核金属錯体などの小さな物体の操作のために使用することができるツール又はツールホルダ（１０）を示す。ツール又はツールホルダ（１０）は棒状の形状（１４）上の捕捉要素（１３）と、アダプタ部（１５）とを備え、アダプタ部は２つの端部（１６，１７）とハンドル部（１８）とを有する。アダプタ（１５）の１つの端部（１６）は、棒状の形状（１４）及び捕捉要素（１３）との接続を可能にする。アダプタ（１５）の他の端部（１７）は、ハンドル部（１８）に接続する。 The tool of the present invention as shown in Figure 1 allows such operation in tight spaces where such previous tools and tool holders were not adequately usable. Figure 1 shows a tool or tool holder (10) that can be used for manipulation of small objects such as, for example, crystalline polynuclear metal complexes containing analytes in narrow containers that may have concave bottoms. . The tool or tool holder (10) comprises a catching element (13) on a rod-like shape (14) and an adapter part (15) which has two ends (16, 17) and a handle part (18). and One end (16) of the adapter (15) allows connection with the rod-like shape (14) and the capture element (13). The other end (17) of the adapter (15) connects to the handle portion (18).
一実施形態では、アダプタ（１５）及びハンドル部（１８）は、ツールホルダの２つの別個の要素である。代替実施形態では、ハンドル部（１８）とアダプタ部（１５）の両方が図２に示されるように、単一の要素（２０）を一緒に形成する。 In one embodiment, the adapter (15) and handle portion (18) are two separate elements of the tool holder. In an alternative embodiment, both the handle portion (18) and the adapter portion (15) together form a single element (20) as shown in FIG.
アダプタ部（１５）は、例えば狭い容器などの限られた空間内で自由に移動可能であることを可能にするサイズ及び直径を有しながら、棒状の形状（１４）及び捕捉要素（１３）と接続することができるように設計される。アダプタ部（１５）は、２ｃｍ以上、好適には２～１０ｃｍ、さらにより好適には３～５ｃｍの長さを有する。加えて、アダプタ部（１５）は、容易に挿入できるような直径を有し、狭い容器内などの狭いまたは限られた空間内で移動可能である。適切には、アダプタ部（１５）の直径が５ｍｍ未満、より適切には１～３ｍｍである。 The adapter part (15) has a size and diameter that allows it to be freely movable in a confined space, e.g. Designed to be connectable. The adapter part (15) has a length of 2 cm or more, preferably 2-10 cm, even more preferably 3-5 cm. Additionally, the adapter portion (15) has a diameter such that it can be easily inserted and is movable within narrow or confined spaces, such as within narrow containers. Suitably the diameter of the adapter part (15) is less than 5 mm, more suitably between 1 and 3 mm.
アダプタ（１５）の一つの端部（１６）は、棒状の形状（１４）及び捕捉要素（１３）をアダプタ部（１５）に接続するための手段を含む。この連結手段は、棒状の形状（１４）をアダプタ部（１５）に固定するための、棒状の形状（１４）のための開口部を含む。棒状の形状（１４）をアダプタ部（１５）にこのように固定することは、２つの要素を永久的に固定することであってもよい。しかしながら、好ましくは、棒状の形状（１４）がアダプタ部（１５）に可逆的に固定される。したがって、アダプタ部（１５）の一つの端部（１６）は、可逆的固定手段をさらに含む。棒状の形状（１４）をアダプタ（１５）に固定する任意の固定手段は、好ましくは２つの要素の可逆的な固定を可能にするものである。可逆的固定手段としては、例えば、棒状の形状（１４）の全体又は一部が、アダプタ部（１５）から棒状の形状（１４）を手動で取り外すことによって容易に磁力を克服することができる磁性固定手段を用いて定位置に保持することができる磁性材料からなる磁性固定手段が挙げられる。可逆的固定手段はまた、例えばボタン及びバネ機構による機械的固定手段を含むものであってもよい。 One end (16) of the adapter (15) comprises a rod-like shape (14) and means for connecting the capture element (13) to the adapter part (15). This connecting means comprises an opening for the rod-like shape (14) for fixing the rod-like shape (14) to the adapter part (15). This fixation of the rod-like shape (14) to the adapter part (15) may be a permanent fixation of the two elements. Preferably, however, the rod-like shape (14) is reversibly fixed to the adapter part (15). Accordingly, one end (16) of the adapter part (15) further comprises reversible fixing means. Any fixing means for fixing the rod-like shape (14) to the adapter (15) preferably allow reversible fixing of the two elements. As a reversible fixing means, for example, the whole or part of the rod-like shape (14) is magnetic, which can be easily overcome by manually removing the rod-like shape (14) from the adapter part (15). A magnetic fixation means of a magnetic material that can be held in place using the fixation means is included. Reversible securing means may also include mechanical securing means, for example by a button and spring mechanism.
アダプタ部（１５）の他の端部（１７）は、ツール又はツールホルダ（１０）全体の手動操作を可能にするような寸法を有するハンドル部（１８）に接続する。ハンドル部（１８）の寸法は、適切にはアダプタ部（１５）とハンドル部（１８）との組み合わせ長さが少なくとも３ｃｍ、より適切には少なくとも５ｃｍであるような寸法である。一実施形態では、ハンドル部（１８）とアダプタ部（１５）との組み合わせ長さは５ｃｍ～１０ｃｍである。したがって、ハンドル部（１８）は好適には少なくとも２ｃｍの長さを有し、より好適には、２～５ｃｍの長さを有する。ハンドル部（１８）の直径は、ツール又はツールホルダ（１０）全体の手動操作を可能にするようなものである。ハンドル部（１８）の直径は、好適には少なくとも０.１ｃｍ、より好適には少なくとも０．５ｃｍである。本発明の一実施形態では、ハンドル部（１８）が０.５～１ｃｍの直径を有する。本発明の一実施形態は、２～５ｃｍの長さ及び０.５～１ｃｍの直径を有するハンドル部（１８）を含む。 The other end (17) of the adapter portion (15) connects to a handle portion (18) dimensioned to allow manual manipulation of the entire tool or tool holder (10). Suitably the dimensions of the handle portion (18) are such that the combined length of the adapter portion (15) and the handle portion (18) is at least 3 cm, more suitably at least 5 cm. In one embodiment, the combined length of handle portion (18) and adapter portion (15) is between 5 cm and 10 cm. Accordingly, the handle portion (18) preferably has a length of at least 2 cm, more preferably between 2 and 5 cm. The diameter of the handle portion (18) is such as to allow manual manipulation of the entire tool or tool holder (10). The diameter of the handle portion (18) is preferably at least 0.1 cm, more preferably at least 0.5 cm. In one embodiment of the invention, the handle portion (18) has a diameter of 0.5-1 cm. One embodiment of the invention includes a handle portion (18) having a length of 2-5 cm and a diameter of 0.5-1 cm.
狭い容器などの狭い空間で捕捉され操作される小さな物体は、任意の小さな物体であり得る。一実施形態では、本発明は、Ｘ線結晶学で使用されるものなどの結晶性試料の使用及び操作に適している。結晶性試料は、例えばＸ線結晶学による分析のためのゴニオメーターに取り付けられる任意の単結晶であり得る。一実施形態では、結晶性試料が多孔質結晶性多核金属錯体である。適切には、そのような多孔質結晶性多核金属錯体は、Ｘ線結晶学を使用して分析される分析物を含む。多孔質結晶性多核金属錯体の使用は、多孔質結晶性多核錯体への分析物の導入が通常、凹状底部を有する小さな狭い容器中で実施されるので、結晶性材料の狭い空間での操作を必要とすることが多い。 A small object to be captured and manipulated in a confined space, such as a narrow container, can be any small object. In one embodiment, the invention is suitable for use and manipulation of crystalline samples such as those used in X-ray crystallography. A crystalline sample can be any single crystal mounted on a goniometer for analysis by, for example, X-ray crystallography. In one embodiment, the crystalline sample is a porous crystalline polynuclear metal complex. Suitably such porous crystalline polynuclear metal complexes contain the analytes analyzed using X-ray crystallography. The use of porous crystalline polynuclear metal complexes permits manipulation of the confined space of crystalline materials, as introduction of analytes into porous crystalline polynuclear complexes is usually carried out in small narrow vessels with concave bottoms. often need.
多孔質結晶性多核金属錯体は、ほとんどの場合、有機溶媒中で貯蔵及び使用される。これはまた、このような多孔質結晶性多核錯体中に分析物を導入するプロセスステップにおいて、有機溶媒が使用されることを含む。捕捉要素（１３）は、このような多孔質結晶性多核金属錯体（分析物を含む又は含まない）を捕捉又は操作するために使用される。一実施形態では、少なくとも捕捉要素（１３）が安定であり（例えば溶媒和などによってその物理的特性を変化させない）、有機溶媒に曝露されたときにその形状を保持するような材料で作製される。一実施形態では、捕捉要素（１３）が有機溶媒に耐性があり、有機溶媒に溶解しない原料から作製される。 Porous crystalline polynuclear metal complexes are mostly stored and used in organic solvents. This also includes the use of organic solvents in process steps that introduce analytes into such porous crystalline polynuclear complexes. Capture elements (13) are used to capture or manipulate such porous crystalline polynuclear metal complexes (with or without analyte). In one embodiment, at least the capture element (13) is stable (e.g., does not change its physical properties by solvation, etc.) and is made of a material that retains its shape when exposed to organic solvents. . In one embodiment, the capture element (13) is made from raw materials that are resistant to and insoluble in organic solvents.
Ｘ線結晶学による多孔質結晶性多核金属錯体中の分析物の分析は、分析物及び多孔質結晶性多核金属錯体が操作され、Ｘ線結晶学的分析のためにゴニオメーター上に載置されることを含む。一実施形態では、捕捉要素（１３）及び場合によっては棒状の形状（１４）又はその一部がＸ線結晶解析を妨げない材料から作製される。 Analysis of analytes in porous crystalline polynuclear metal complexes by X-ray crystallography is performed by manipulating the analytes and porous crystalline polynuclear metal complexes and mounting them on a goniometer for X-ray crystallographic analysis. including In one embodiment, the capture element (13) and possibly the rod-like shape (14) or part thereof are made of a material that does not interfere with X-ray crystallography.
捕捉要素は例えば、薄いプラスチックフィルムから構成することができ、このプラスチックは所望の疎水性又は親水性を得るために処理され得る、機械的にエンボス加工又は研磨され得る、あるいはフィルム（例えば、ポリエチレングリコール又はＰＤＭＳのフィルム）でコーティングされ得る。ツール又はツールホルダ（１０）の他の部品が構成される材料は、いかなる特定の制約によっても限定されない。適切には棒状の形状（１４）、又は棒状の形状（１４）及びアダプタ要素（１５）の両方（又はアダプタ要素の一部）は剛性であるが可撓性の材料から作製され、小さい物体を含む限られた空間における捕捉要素の操作の容易さを増加させる。 The capture element may, for example, consist of a thin plastic film, which may be treated, mechanically embossed or polished, to obtain the desired hydrophobicity or hydrophilicity, or a film (e.g., polyethylene glycol or a film of PDMS). The materials from which the tools or other parts of the tool holder (10) are constructed are not limited by any particular constraint. Suitably the rod-like shape (14), or both the rod-like shape (14) and the adapter element (15) (or part of the adapter element) are made from a rigid but flexible material to accommodate small objects. Increases the ease of manipulation of the capture element in confined spaces, including
Claims (14)
ａ．前記試料を取り付ける又は捕捉するための棒状の形状上の捕捉要素と、
ｂ．２つの端部を有するアダプタ部であって、前記アダプタ部は、前記捕捉要素が接続される反対側の端部において前記棒状の形状に接続する、アダプタ部と、
ｃ．前記棒状の形状が前記アダプタに接続されている他の端部で前記アダプタに接続しているハンドル部であって、前記ホルダの手動操作を可能にするような形状であるハンドル部と
を含む、ホルダ。 A holder for manipulating a sample, said holder comprising: a. a capture element in the form of a rod for attaching or capturing said sample;
b. an adapter part having two ends, said adapter part connecting to said rod-like shape at the opposite end to which said capture element is connected;
c. a handle portion connected to the adapter at the other end where the rod-like shape is connected to the adapter, the handle portion being shaped to allow manual manipulation of the holder; holder.
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